[發明專利]一種洪水超前預警預報方法

有效

• 申請號: 201810128280.2
• 申請日: 2018-02-08
• 公開（公告）號: CN108416468B
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 肖章玲;吳亞琪;梁忠民;李彬權;王軍;胡義明
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06F17/18
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 婁嘉寧

1.一種洪水超前預警預報方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：實時采集研究區域的N個雨量站的降雨量，并采用算術平均法計算面雨量；

步驟2：將步驟1采集到的研究區域的當前暴雨數據與R場歷史暴雨的數據進行對比：分別計算研究區域的當前暴雨與每場歷史暴雨的總量相似指標、過程相似指標、堆土機距離指標和暴雨分布相似指標；

步驟3：計算研究區域的當前暴雨數據與每場歷史暴雨數據的相似性綜合度量指標，從而找出與當前暴雨過程相似程度最高的某一場歷史暴雨；

所述步驟3中計算暴雨相似性綜合度量指標的方法為：采用離差標準化方法，將計算得到的原始指標分別映射到[0,1]區間：其中，原始指標包括步驟2中計算得到的研究區域的當前暴雨與歷史暴雨的總量相似指標、過程相似指標、堆土機距離指標和暴雨分布相似指標四種；根據公式

計算獲得第r場歷史暴雨與當前暴雨X的第s種原始指標進行標準化后的指標值其中，x_s(r)為第r場歷史暴雨與當前暴雨X的第s種原始指標值，x_smax(r)為第r場歷史暴雨與當前暴雨X的第s種原始指標值中的最大值，x_smin(r)為第r場歷史場暴雨與當前暴雨X的第s種原始指標值中的最小值；再根據公式暴雨相似性綜合度量指標W；其中，為第s個標準化指標值；M為評價指標個數，即為原始指標的種類個數；

步驟4：根據步驟3獲得的結果找出相似暴雨及其對應的典型洪水過程，根據暴雨量比值對典型洪水過程進行縮放，得到預報洪水過程。

2.根據權利要求1所述的洪水超前預警預報方法，其特征在于：所述步驟2中研究區域的當前暴雨與每場歷史暴雨在前T時段內總量相似指標的計算方法為：根據公式計算當前暴雨與每場歷史暴雨的總量相似指標quantity(X,Y)，其中，X表示當前暴雨過程，Y表示歷史暴雨過程，T表示對比時長，t表示時刻，X_t表示當前暴雨在t時刻的面雨量；Y_t表示歷史暴雨在t時刻的面雨量。

3.根據權利要求1所述的洪水超前預警預報方法，其特征在于：所述步驟2中的當前暴雨與歷史暴雨的過程相似指標的計算方法為：根據process(t)＝(X_t-X_t+1)/(Y_t-Y_t+1)和獲知當前暴雨與歷史暴雨的過程相似指標其中process(t)表示兩場降雨隨時間變化趨勢的一致性，process(t)≤0表示兩場降雨隨時間變化趨勢不一致，process(t)＞0表示兩場降雨隨時間變化趨勢一致；H(t)表示在t時刻當前暴雨與歷史暴雨的相似度。

4.根據權利要求1所述的洪水超前預警預報方法，其特征在于：所述步驟2中的當前暴雨與歷史暴雨的堆土機距離指標的計算方法為：根據公式計算當前暴雨與每場歷史暴雨的堆土機距離指標EMD(X,Y)，其中，d_ij表示第i時刻的當前暴雨X與第j時刻的歷史暴雨Y之間的距離，d_ij＝abs(i-j)；f_ij表示將第i時刻的當前暴雨X轉移一部分暴雨量到第j時刻的歷史暴雨Y所耗費的代價，f_ij＝abs(X_i-Y_j)。

5.根據權利要求1所述的洪水超前預警預報方法，其特征在于：所述步驟2中的當前暴雨與歷史暴雨的暴雨分布相似指標的計算方法為：根據公式計算當前暴雨與歷史暴雨的暴雨分布相似指標Euclidean，其中，表示當前暴雨中第k個雨量站在t時刻的降雨量；Y_t^k表示歷史暴雨中第k個雨量站在t時刻的降雨量。

6.根據權利要求1所述的洪水超前預警預報方法，其特征在于：所述步驟4中根據暴雨量比值對典型洪水過程進行縮放，得到預報洪水過程的方法為：根據公式計算獲得預報洪水過程Q(t)；，P_當前暴雨為當前暴雨的暴雨量，P_相似暴雨為相似的歷史暴雨的暴雨量，Q_相似(t)為相似暴雨相應的典型洪水過程。